物理学院 School of Physics, Nanjing University

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自旋流纳米磁振荡器的设计和自旋波的激发及微波电学检测

2017年03月24日


报告人: 物理学院 刘荣华教授
报告时间:3月28日
 中午1200
报告地点:唐楼
 B501
题目:自旋流纳米磁振荡器的设计和自旋波的激发及微波电学检测
摘要:在传统纳米自旋电子学器件设计和研究中,一般采取多层磁性薄膜结构的自旋阀或磁隧穿结,是利用自旋转移矩效应来实现电流驱动纳米磁器件中自由层的磁矩翻转或高频磁进动等。近几年,在强自旋轨道耦合材料或异质结中(如自旋霍尔材料,拓扑绝缘体,重金属/铁磁异质结等)发现强自旋轨道耦合效应能诱导出大的自旋流,并足以驱动近邻铁磁层的磁化翻转或激发自旋波。在这个报告中,我将介绍我们如何利用这类自旋流来设计新的纳米自旋电子器件和研究这类具有空间反演对称性破缺的磁性异质结的磁动力学。在Pt/Py或Pt/[CoNi]双层磁性薄膜结构中,基于Pt的自旋霍尔效应和界面的Rashba效应,我们能将局域的电荷电流转换为自旋流并有效地注入到邻近的铁磁薄膜Py或[CoNi]中,使其产生稳定的高频磁进动,同时我们再利用磁性薄膜Py或[CoNi]的各向异性磁电阻效应(AMR)把此高频磁进动转化为微波电信号,通过频谱分析和自旋矩-铁磁共振谱(ST-FRM)对此类自旋流激发的磁动力学(自旋波)进行检测和分析。我们研究表明这类新型的自旋流纳米磁振动器能激发三类自旋波:“bullet”型局域自旋波,具有拓扑特性的“skyrmion”型局域自旋波,和高于铁磁共振频率(fFRM)的传播型自旋波,并能通过外加电流和磁场对这三类自旋波进行调控和转换。自旋流纳米磁振动器除了能作为微波发生器用于微波通信领域,还由于传播型自旋波能作为自旋波器件中的信号源,在发展新型自旋波器件方面也具有潜在的应用价值。
 
报告人简介: 刘荣华
南京大学 物理学院 教授,2006 - 2011年于中国科学技术大学从事铁基高温超导体等强关联功能材料的探索和物性研究,期间获中科院院长特别奖和中科院优秀博士学位论文奖;2011 - 2015年于美国埃默里大学物理系从事自旋电子学器件设计和微波检测相关的博士后研究工作;2015 - 2016年任职于美国超导磁体公司(Cryomagnetics Inc.),并担任应用科学家;2016年入选第十二批国家青年“千人计划”;共发表SCI论文60余篇,被SCI引用5000余次,h因子30现主要研究方向为磁性材料和纳米结构中自旋波的激发、调控和探测;超导自旋电子学材料探索和器件设计。

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